Исследование: что происходит при одновременном заражении двумя разными респираторными вирусами

Основное внимание сейчас приковано к SARS-CoV-2, но человечество поражают и другие респираторные вирусы, такие как вирус гриппа A (IAV) и респираторно-синцитиальный вирус (RSV), которые ежегодно вызывают сотни тысяч смертей. У большинства этих вирусов, кроме гриппа и SARS-CoV-2, нет вакцин или эффективных методов лечения.

Новое исследование Университета Глазго показало, что происходит при одновременном заражении некоторыми из этих вирусов. Это имеет значение для понимания механизмов болезни и разработки мер защиты.

Респираторные вирусы часто циркулируют одновременно в зимний период в умеренных широтах или в сезон дождей у экватора. В такие периоды до 30% инфекций могут представлять собой ко-инфекцию — заражение более чем одним вирусом. Это означает, что в какой-то момент два разных вируса заражают клетки, выстилающие нос или легкие.

Ко-инфекция может играть важную роль, например, в процессе антигенного сдвига у вирусов гриппа, который по сути является вирусным «сексом». Это происходит, когда два разных штамма гриппа встречаются внутри одной клетки и обмениваются генами, порождая новый вариант.

Вирусам в ко-инфекции приходится конкурировать за один ресурс — организм хозяина. Некоторые вирусы блокируют друг друга, а некоторые, по-видимому, «уживаются». Что движет этими положительными и отрицательными взаимодействиями, неизвестно, но исследования на животных показывают, что это может быть критически важно для определения тяжести заболевания.

В исследовании Университета Глазго изучали, что происходит при заражении клеток в чашке Петри двумя человеческими респираторными вирусами: IAV и RSV. Ученые использовали высокоразрешающие методы визуализации, такие как крио-электронная микроскопия.

Они обнаружили, что некоторые клетки человеческого легкого содержали оба вируса. При детальном изучении этих ко-инфицированных клеток выяснилось, что вирусы, выходящие из клетки, имели структурные характеристики как IAV, так и RSV. Новые химерные вирусные частицы имели на поверхности белки обоих вирусов, а некоторые даже содержали гены «партнера». Это первое доказательство такого явления при ко-инфекции разными респираторными вирусами.

Дальнейшие эксперименты показали, что эти химерные вирусы были полностью функциональны. Они могли даже заражать клетки, устойчивые к гриппу, предположительно получая доступ с помощью белков RSV. Таким образом, они потенциально могут проникать в более широкий спектр человеческих клеток, чем каждый вирус по отдельности. Вероятно, это может происходить и при естественных ко-инфекциях зимой.

Зачем изучать химерные вирусы

Изучение патогенов крайне важно для создания вакцин и методов лечения. Важно отметить, что исследователи не проводили генетическую инженерию между вирусами, а лишь смоделировали то, что уже происходит в реальном мире, используя более безопасные лабораторные штаммы вирусов.

Нам известна значительная роль ко-инфекции в жизни вирусов, например, при антигенном сдвиге гриппа или когда вирус гепатита D заимствует частицы вируса гепатита B для распространения. Тем не менее, работа исследователей из Глазго имеет важное значение для понимания того, как другие, очень разные респираторные вирусы могут взаимодействовать, антагонизировать и даже способствовать инфекциям друг друга в экосистеме нашего носа и легких.

Безусловно, будущие работы будут изучать, как такая ко-инфекция влияет на передачу вирусов, течение болезни и иммунитет — вещи, которые нелегко определить в чашке Петри.